一种悬挂式单轨车体横梁连接结构及悬挂式单轨车辆

摘要

本发明公开了一种悬挂式单轨车体横梁连接结构及悬挂式单轨车辆。所述悬挂式单轨车体横梁连接结构包括固定在悬挂式车体的顶盖边梁两端上的连接板，用于与走行部件固定相连的横梁；所述连接板的顶部内侧面设有倒钩，所述横梁的两端均具有端板，每个端板的顶部位于相应的连接板的倒钩内；所述每个端板与连接板之间固定相连；优选所述横梁与端板为一体化成型结构。本发明通过设置倒钩结构，横梁与连接板的倒钩配合，从而使得横梁与悬挂式车体之间的连接更加可靠，同时避免了对焊接方式的依赖。

说明书

技术领域

本发明涉及一种悬挂式单轨车体横梁连接结构及悬挂式单轨车辆，属于轨道交通领域。

背景技术

悬挂式单轨车体顶部需设置一个高强度的横梁或结构，用于连接车辆上部的走行部件，实现车辆悬挂式运行。考虑到该结构或横梁的强度及结构，一般都采用钢结构，当车体同样为钢结构时，行业内都是通过焊接结构将该结构与车体联接在一起。

然而，现有的焊接结构存在如下问题：

1、焊接完成后，后期无法拆卸；

2、由于车体顶盖及横梁都是预焊接好的结构，如果采用焊接结构，由于公差及焊接收缩，无法实现将横梁嵌入顶盖边梁内侧，只能搭接到顶盖边梁上表面，存在安全风险；

3、当车体采用铝合金或其它非钢结构时，焊接结构已无法解决其联接问题。

发明内容

本发明旨在提供一种悬挂式单轨车体横梁连接结构及悬挂式单轨车辆，该连接结构可以将悬挂式单轨顶盖与横梁先预焊接再组装，并将横梁嵌入到顶盖边梁内侧实现可靠连接。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种悬挂式单轨车体横梁连接结构，其结构特点是，包括固定在悬挂式车体的顶盖边梁两端上的连接板，用于与走行部件固定相连的横梁；所述连接板的顶部内侧面设有倒钩，所述横梁的两端均具有端板，每个端板的顶部位于相应的连接板的倒钩内；所述每个端板与连接板之间固定相连；优选所述横梁与端板为一体化成型结构。

由此，本发明通过设置倒钩结构，横梁与连接板的倒钩配合，从而使得横梁与悬挂式车体之间的连接更加可靠，同时避免了对焊接方式的依赖。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了避免横梁与顶盖边梁之间的连接稳固性，所述端板与连接板之间设有调整板；优选所述调整板的厚度有0.5mm、1mm和2mm三种规格。

进一步地，为了进一步提高横梁与悬挂式车体之间的连接可靠性，所述端板朝向连接板的侧面上开有横向设置的凹槽或凸起，所述连接板朝向端板的侧面上开有横向设置的凸起或凹槽，所述端板的凹槽或凸起与连接板凸起或凹槽配合而形成竖向止挡结构；优选所述凸起倾斜向下设置形成倒刺结构，所述凹槽倾斜向上布置。由此，当端板与连接板之间形成竖向止挡结狗，从而避免了如紧固件的连接件承受剪力，从而提高悬挂式车体的运行可靠性。

优选地，为了防止焊接或粘接存在的连接缺陷，所述连接板与顶盖边梁为一体化成型结构。

作为另一种连接方式，所述连接板与顶盖边梁焊接相连；优选所述顶盖边梁具有倾斜向上的凹槽，所述连接板下部折弯向上钩入顶盖边梁的凹槽内，并通过焊接使连接板与顶盖边梁固定相连。由此，可以极大地减小焊缝处承受的剪力，从而提高连接的可靠性。

优选地，所述车体为钢结构车体或碳纤维车体或铝合金车体。

优选地，所述端板与连接板通过紧固件和/或铆钉固定相连；优选紧固件为多个。

为了避免部分横梁尺寸大于两个连接板内侧距导致无法装配的情况，所述横梁与连接板根据两个连接板内侧距公差分均为两组，组装时根据端板与连接板之间的间隙情况设置调整板，使得横梁两端与相应侧的调整板之间、调整板与连接板之间的总间隙不大于0.5mm。优选地，连接板分为A、B两组，横梁分为a、b两组，组装时，根据A组的连接板和a组的横梁组装，B组的连接板与b组的横梁组装，分组组装后的结构，横梁的尺寸均不大于两个连接板之间的内侧距，且横梁端部与相应侧的连接板之间的最大间隙之和不大于6mm。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种悬挂式单轨车辆，其包括悬挂式车体和用于设置在悬挂式单轨内的走行部件；所述走行部件通过落车连接结构与所述悬挂式车体相连，所述落车连接结构包括：

连接杆，用于在悬挂式车体与走行部件之间传递垂向载荷、纵向牵引制动力和横向摆动力；

连接座；以及

横梁，其用于与悬挂式车体的顶部通过如上所述的悬挂式单轨车体顶部横梁连接结构固定相连；

所述连接杆的上端用于与走行部件固定相连，该连接杆的下端与所述连接座铰接相连；

所述连接座和横梁固定相连；

优选所述连接座的下部与连接杆的下部之间连接有设有缓冲装置；优选所述连接座设有摆动限制结构，用于限制悬挂式车体的横向摆动角度。

由此，本发明的落车连接结构实现了悬挂式单轨车体与转向架走行部件连接，落车连接结构为非刚性连接，解决了运动带来的内应力。本发明除了通过结构实现车体载荷传递到走行部件，走行部件牵引制动力传递到车体外，还解决了车体自由度问题，使车体在整个运动系统中的个方向的自由度都能得到释放。

缓冲装置可以有效地提高乘客的舒适性，优选缓冲装置为至少一根减震器。更优选所述缓冲装置为四根减震器，四根减震器倾斜呈锥形组合布置。

所述摆动限制结构用于限制悬挂式车体的横向摆动角度；优选摆动限制结构为横摆止档。由此，横向摆动设置了缓冲器及角度止档，提高了舒适性，同时减少了工程造价。

优选地，所述横梁为H形横梁，该H形横梁的中间位置通过多个连接接口与所述连接座的底部固定相连；优选H形横梁中间部位镂空。

优选地，所述连接座为金字塔式连接座。

作为一种铰接形式，所述连接杆与所述连接座之间通过旋转连接销铰接相连而成形转动副。进一步地，我了实现车辆的轻微摇头运动，在连接杆与旋转连接销的连接处设置有橡胶关节。

作为另一种铰接形式，所述连接杆与所述连接座之间为球副连接。

悬挂式单轨车辆是一种走行部件在车体上部，车体悬挂在走行部件下部的车辆，为了实现车体悬挂运行，车体顶部需提供一个与车辆上部走行部件连接的高强度结构或梁，通过结构实现车体载荷传递到走行部件，走行部件牵引制动力通过该结构传递到车体。同时悬挂式单轨顶盖与横梁需要预焊接再组装，并将横梁嵌入到顶盖边梁内侧并实现可靠连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将悬挂式铝合金车体与顶部钢结构横梁安全可靠的连接在一起，同时悬挂式单轨顶盖与横梁可先预焊接再组装，并将横梁嵌入到顶盖边梁内侧实现可靠连接。

此外，本发明通过对产品按照公差分组，不同公差的产品在生产中顺利匹配，可有效解决制造公差对组装带来的尺寸配不上的问题；

本发明的调整板可调节横梁与连接板之间的间隙，减小车体预应力；

最后，本发明的紧固件不直接参与载荷传递，减少了紧固件承载失效带来的风险。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2 是本发明所述横梁连接结构组成示意图；

图3 是本发明所述连接板的结构示意图；

图4是本发明横梁连接结构的受力原理图；

图5 是本发明所述横梁与连接板分组尺寸公差关系；

图6是本发明所述的悬挂式车辆的结构原理图；

图7是本发明所述落车连接结构的结构原理图。

在图中

1-横梁；2-连接板；3-调整板；4-紧固件；5-悬挂式车体；6-连接部件；7-倒钩；8-端板；9-紧固件；10-横摆止档；11-落车连接结构；12-减震器；13-走行部件；14-连接杆；15-旋转连接销；16-连接座。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种悬挂式单轨车体横梁连接结构，如图1-2所示，主要由横梁1、连接板2、调整板3、联接紧固件4、悬挂式车辆车体5组成，该结构将悬挂式车辆车体5与横梁1，通过紧固件4进行刚性连接，车体5的载荷通过与之连接在一起的横梁1和连接部件6传递到走行部件，走行部件牵引制动力通过该结构传递到车体5。

本发明解决了悬挂式单轨顶盖与横梁1预焊接再组装时，需要将横梁1嵌入到顶盖边梁内侧并实现可靠连接的结构。

优选悬挂式车体5为铝合金结构，顶盖呈倒“U”形结构，“U”形内侧面为平行竖平面，两平面距即为顶盖边梁内侧距，内侧距尺寸为L。

两侧顶盖边梁上焊接有铝质连接板2，连接板2上设置有多个用于连接紧固件4的螺栓孔，两侧连接板2的内侧距为L。

如图4所示，连接板2设置10mm的倒钩，用于辅助传递车体5与横梁1的力，并提供横梁1的垂向定位。

横梁1为钢制焊接件，横梁1端部设置有与连接板2平行配合的安装面，并提供了紧固件4连接孔，横梁1长度为L,横梁1通过紧固件4与焊接在车体5上的连接板2刚性连接在一起。

为了调整横梁1与连接板2之间的间隙，横梁1与连接板2之间设置有多种规格厚度调整板3组成的板结构，横梁1两侧调整板3厚度对称布置，调整板3厚度有0.5mm，1mm，2mm 3种规格。

如图3所示，连接结构连接完成后，由于紧固螺栓的预紧力，调整板3与连接板2之间产生了正压力，连接板2上设置的连接钩与横梁1相接触。车体5与横梁1之间的力通过正压力产生的摩擦力及横梁1与连接板2连接钩结构的压力传递，连接紧固件4不直接承载，解决了紧固件4在交变载荷作用下失效的问题，同时方便维护拆卸。

在具体生产组装方面，为了使横梁1的公差与连接板2的公差在生产中顺利匹配，根据连接板2内侧距公差，如图5所示，分为A（L）、B（L）两组，横梁1生产后也分为a（L）、b（L）两组，组装时，根据A组和a组组装，B组与b组组装，根据间隙情况选择调整板3总厚度，最终控制两侧总间隙不大于0.5mm。分组组装后的结构，横梁1尺寸均不大于连接板2内侧距，最大间隙为6mm，即横梁1与连接板2的联接钩结构平均理论接触量为10-3=7mm。通过这种组装方法，解决了部分横梁1尺寸大于车体5连接板2内侧距时，无法安装的问题；通过调整板3的调整，横梁1与连接板2的间隙较小，使车体5预应力控制在较小范围内。

值得说明的是，车体5可采用其它非钢结构，如碳纤维等，钢结构车体5也可以采用该连接结构。此外，连接板2与车体5可采用焊接、粘接结构固定在车体5顶盖边梁上，也可以直接是顶盖边梁本体。同时横梁1与车体5可采用螺栓连接、铆接连接方法。根据产品实际生产尺寸公差分布特点，可采用更多或更少的分组方式。

一种悬挂式单轨车辆，如图6所示，包括悬挂式车体5和用于设置在悬挂式单轨内的走行部件13；所述走行部件13通过落车连接结构11与所述悬挂式车体5相连，如图7所示，所述落车连接结构主要由连接杆14、金字塔式连接座16、H形横梁1、减震器12、旋转连接销17以及连接紧固件9组成。其中：

连接杆14为垂直安装的钢质竖杆，上端连接转向架，车辆垂向负载、纵向牵引制动力、横向摆动力等载荷通过连接杆14传递给转向架。

金字塔连接座16外形为金字塔状的五面体结构，由钢板焊接，五面体的四个顶点与连接杆14、H形横梁1连接，上方的顶点与连接杆14连接，下方4个顶点与H形横梁1连接。

连接杆14与金字塔式连接座16通过旋转连接销17组成转动副，使车体可绕旋转连接销17转动，实现车辆的点头运动。

连接杆14与旋转连接销连接处，配置有橡胶关节11，使金字塔式连接座16可以绕连接杆14轻微转动，实现车辆摇头运动。金字塔式连接座16可沿连接中心纵向转动，实现车辆横向摆动，同时金字塔式连接座16设置了摆动限制结构-横摆止档10，能限制车辆横向摆动角度。

连接杆14与金字塔式连接座16四周连接了4个减震器12，4个减震器12呈锥形组合布置，能缓解车辆点头、车辆横向摆动（侧滚）、浮沉、摇头、横移、拉伸运动的冲击。

H形横梁1为钢板焊接结构，外形呈“H”状，梁的中部有4个连接点，分别与金字塔式连接座16对应的连接点连接，梁的4个端点与车体连接紧固，车体载荷通过该连接传递到落车连接结构，并最终传递到车体。

连接杆14一端与转向架连接固定，另一端与金字塔式连接座16组成旋转副，旋转连接销将金字塔式连接座16与连接杆14连接，连接杆14与金字塔式连接座16连接处设置橡胶关节11，金字塔式连接座16通过紧固件与H形横梁1连接，H形横梁1端部与车体紧固连接，车体的载荷可以通过该结构传递到走行部件，同时走行部件产生的牵引、制动力也能传递到车体。借助转动副及橡胶关节11，可实现悬挂式车体与走行部件3个方向旋转自由度相对运动，并且由于止档的存在，横向摆动角度得到了限制；通过走行部件运动，车体可实现3个方向平移自由度运动；同时由于设置了减震器12，能缓解运动的冲击。

值得说明的是，本发明的各个部件也可以采用非焊接或其它制造技术制造，部件材料可采用非钢制材料。此外，连接杆14与金字塔式连接座16也可以采用球副连接。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。